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    20．阅读短文，回答问题：
    风速及其测量
    风是由空气流动引起的一种自然现象，风既有方向也有快慢．地面气象观测中测量的是水平运动的风，用风向和风速表示．
    风向标是测定风向的设备．如图甲所示的风向标是一个形状不对称的物体，在风的作用下，对空气流动产生较大阻力的一端便会转动至顺风方向，从而显示风向．
    风杯式风速计是测量风速的最常用的工具，它主要由三大部分组成：风杯组件、支撑及转动机构（如支座、轴、转盘等零件）、信号采集与处理系统．风杯组件由三个圆锥形或半球形的空杯组成，如图乙所示．空心杯壳固定在互成120°的三叉星形支架上，杯的凹面顺着一个方向排列，在水平风力的驱动下风杯组件朝着杯凹面后退的方向旋转，主轴和转盘在风杯组件的带动下一起旋转．风速不变时，风杯稳定后也作匀速转速，即单位时间内风杯转过的圈数是一个确定的值，实验表明，风速越大，风杯的转速也越大，风杯的转速与风的速度成正比．
    转盘上固定有N个小磁铁，当小磁铁正对磁敏开关时，磁敏开关导通，不正对时，磁敏开关断开，风杯组件每旋转一周，电路a、b端就会输出若干个周期的脉冲信号，其信号如图所示．信号的频率随风速的增大而成正比例地增加．该脉冲信号由计数器计数，经换算后就能得出实际风速值．

    （1）风向标是测定风向（风向/风速）的设备，若风从正北方吹来，图甲所示的风向标的箭头指向正北（正南/正北）
    （2）对于同一个风杯式风速计，若风速增大为原来的2倍，则风杯的转速变为原来的2倍；图丙中若以转盘上的某个磁铁为参照物，磁敏开关是运动（静止/运动）的．
    （3）测速电路中，开关S闭合，当磁铁靠近磁敏开关时，电路a、b输出高电压（高电压/低电压），由图丁可知电源电压为5V；
    （4）风速恒定时信号采集电路a、b输出的电压信号如图丁所示，若风速增大为某一确定值，则电压信号图象中的时间间隔与原来相比A
    A．时间间隔（t2-t1）减小，时间间隔（t3-t2）减小
    B．时间间隔（t2-t1）增大，时间间隔（t3-t2）增大
    C．时间间隔（t2-t1）减小，时间间隔（t3-t2）增大
    D．时间间隔（t2-t1）增大，时间间隔（t3-t2）减小
    （5）若题中N=10，t1=0.15s，t2=0.20s，t3=0.35s，由此可知风杯组件（或转盘）的转速为每分钟30转．

    分析 （1）阅读短文可知风向标的作用；由图甲可知吹北风时风向标的箭头的指向；
    （2）由风杯的转速与风的速度成正比分析风速增大为原来的2倍，则风杯的转速情况；
    以转盘上的某个磁铁为参照物，分析磁敏开关相对磁铁的位置关系是否变化，确定磁敏开关的运动状态；
    （3）根据小磁铁正对磁敏开关时，磁敏开关导通，不正对时，磁敏开关断开，分析磁铁靠近磁敏开关时，分析电路a、b端电压；由丙图电路，根据丁图可直接读出电源电压；
    （4）信号的频率随风速的增大而成比例地增加，由此分析风速增大为某一确定值，则电压信号图象中的时间间隔情况；
    （5）已知转盘上固定小磁铁个数N=10，根据一个磁铁通过磁敏开关所用时间，计算转盘转一周的时间，从而计算出转盘每分钟的转速．

    解答 解：
    （1）阅读短文可知，风向标是测定风向的设备，由甲图风从正北吹来，风向标右侧迎风面积大，受力大，所以风向标转动后，箭头指向正北；
    （2）由短文可知，风杯的转速与风的速度成正比，所以对于同一风杯式风速计，若风速增大为原来的2倍，则风杯的转速变为原来的2倍；
    由题以转盘上的某个磁铁为参照物，磁敏开关相对磁铁的位置是变化的，即磁敏开关是运动的；
    （3）由题可知，小磁铁正对磁敏开关时，磁敏开关导通，不正对时，磁敏开关断开．所以当磁铁靠近磁敏开关时，电路导通，电路a、b端有电压输出，即为高电压；反之电路断路，电路a、b端无电压输出，为低电压；
    由丙图电路中磁敏开关与R和电源组成一个简单电路，由丁图，当电路接通时a、b端输出电压等于电源电压5V；
    （4）因为信号的频率随风速的增大而成比例地增加，由此分析风速增大为某一确定值，导通电路的时间间隔越小，故选A；
    （5）由题和图象可知，每一个磁铁转过磁敏开关都有一次脉冲信号，完成一个磁铁通过的时间为t=t2=0.2s，
    转盘上固定小磁铁个数N=10，
    所以转盘转一周所用时间T=10t=10×0.2s=2s，
    所以转盘每分钟的转速=$\frac{60s}{2s/转}$=30转．
    故答案为：
    （1）风向；正北；（2）2；运动；（3）高电压；5；（4）A；（5）30．

    点评 本题是一道以风速及其测量的应用的阅读题，阅读量大，关键由问题从题干找到原理和结合图示分析说明，要细心．本题也体现了物理在生活和生产的广泛应用，生活中我们要多观察、多思考．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    10．小梅同学家中安装的电能表上标有“2500r/kW•h”的字样．现在家中已开了40W的电灯1盏、600W的电饭锅和2000W的电热水器各1台，这时电能表中通过的电流为12A，当这只电能表的转盘转过5×104r时，每度电0.8元，她家应付电费16元．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    11．下列的哪个运动可以看作是匀速直线运动（　　）
    A．钟表指针匀速转动
    B．百米赛跑运动员在整个比赛过程中的运动
    C．火车在直轨道上运动，某段时间快慢不变
    D．汽车在平直公路上行驶

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，电源电压恒定不变．当S闭合，滑动变阻器的滑片向左移动过程中．下列说法正确的是（　　）
    A．灯泡变暗，电压表读数变大B．灯泡变亮，电压表读数变大
    C．灯泡变亮，电路消耗总功率变大D．灯泡变暗，电路消耗总功率变大

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    15．小红和小杰利用如图所示的实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，温度计显示煤油的温度．
    （1）实验中，小红和小杰发现乙烧瓶中温度计的示数升得快．这表明：在通电电流和时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
    （2）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片P，观察同一（选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．
    （3）小杰提议利用该装置改成“比较水和煤油的比热容大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成相同质量的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的电阻相等．通过实验观察，发现装有水的烧瓶中温度计的示数变化较小，说明煤油（选填“水”或“煤油”）的比热容较小．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    5．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
    A．晶体的熔化时温度不变，内能不变
    B．温度越高的物体含有的热量越多
    C．内能总是从高温物体转移到低温物体
    D．热传导过程中，高温物体的温度传给低温物体

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    12．某兴趣小组在一次课外活动中，对家里的电热水壶进行了相关的观察和研究，并记录了电热水壶及她家电能表的有关数据，如下表所示：（设当时大气压为1标准大气压）．
    请你根据在活动中获得的有关资料，求完成下列问题：【水的比热容c水=4.2×103 J/（kg•℃）】
    （1）把水烧开，水所吸收的热量；
    （2）电热水壶的实际功率；
    （3）电热水壶烧水的效率；
    （4）电热水壶使用三脚插头的原因．
    观察对象有关记录研究活动
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    P额=1.5kW    		①用电加热一壶水（水壶的容积V=1.5L，水的初温t0=20℃）
    ②关闭家里其它用电器．只将该电热水壶接入电路烧水，观察到电能表表盘在10min内转了600r，水沸腾（当地的大气压为1标准气压）．
    电能表
    铭牌    		220V  10（40）A
    50Hz 3000r/kW•h

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    10．天然气是当今人们生活中使用较普遍的一种能源，现用天然气（甲烷）来加热水．
    （1）为使50kg的水温度从20℃加热到100℃，水需要吸收多少热量？
    （2）如果加热过程中，天然气放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少m3的天然气？[天然气的热值为8.0×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
    （3）岳阳市的天然气为2.5元每立方米，问需要付费多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    11．下面是小明完成“测量小灯泡电功率”和“测量定值电阻R1阻值”的实验过程：

    （1）小明要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，图甲是小明连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整．（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变暗）．
    （2）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W．
    （3）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U-I图象如图丙所示，则表示“定值电阻”的I-U图象的是甲（选填“甲”或“乙”），这样判断的依据是电阻一定时，电流与电压成正比．
    （4）在完成“测量小灯泡电功率”的实验后，小明设计了全新的测量方案，决定用如图丁所示的电路来完成“测量定值电阻R1阻值”的实验，R0阻值已知，请完成下列实验步骤．
    ①对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处．
    ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，读出电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2．
    ③待测电阻R1=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$．（用测量所得的物理量和已知量符号表示）
    ④调节滑动变阻器的滑片到另外一些位置，多次完成实验．
    ⑤该实验中小明利用滑动变阻器完成了多次测量，下列实验也都进行了多次测量，多次测量的目的与该实验相同的是C．
    A、探究电阻一定时，电流与电压的关系
    B、测量不同电压下，小灯泡的电功率
    C、利用“倒出法”多次测量同一种液体的密度．

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